JP2010228985A - 耐硫酸性付与剤、耐硫酸性モルタル組成物並びに耐硫酸性コンクリート組成物及びその製造方法 - Google Patents
耐硫酸性付与剤、耐硫酸性モルタル組成物並びに耐硫酸性コンクリート組成物及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と水とカチオン性材料とを含む耐硫酸性付与剤。
【選択図】なし
Description
本実施形態の耐硫酸性付与剤は、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と水とカチオン性材料とを含む。この耐硫酸性付与剤は、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と水とカチオン性材料を混合して製造することができる。製造方法の詳細について、以下に説明する。
耐硫酸性モルタル組成物は上記耐硫酸性付与剤にセメント、細骨材及び水を配合して製造することができる。この際、耐硫酸性付与剤に含有されるナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩が、セメント100質量部に対して1〜20質量部、好ましくは2〜15質量部、より好ましくは4〜10質量部となるように材料の配合割合を調製する。
耐硫酸性付与剤、耐硫酸性モルタル組成物及び耐硫酸性コンクリート組成物を製造するために、以下に示す材料を準備した。
(1)セメント(C)
普通ポルトランドセメント(宇部興産株式会社製、ブレーン比表面積 3270cm2/g)
(2)石灰石微粉末
石灰石微粉末(LSP)(ブレーン比表面積 4500cm2/g)
(3)骨材
(i)細骨材(S)
海砂(S1)(表乾密度 2.59g/cm3、粗粒率2.66)
砕砂(S2)(表乾密度 2.68g/cm3、粗粒率2.79)
(ii)粗骨材(G)
硬質砂岩砕石(表乾密度 2.70g/cm3、粗粒率6.61)
(4)混和剤
(i)AE減水剤(AD)(BASFポゾリス製、商品名:ポゾリスNo.70)
(ii)空気量調整剤(マイクロエア303A)
(iii)空気量調整剤(マイクロエア785S)
(iv)空気量調整剤(マイクロエア404)
(5)耐硫酸性付与剤の原料
(i)ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩(NS)(固形分濃度40質量%の水溶液)
(ii)水酸化テトラプロピルアンモニウム(TPAH)(固形分濃度40質量%の水溶液、工業薬品)
(iii)塩化トリメチルベンジルアンモニウム(TMBA)(試薬)
(6)練混ぜ水(W)
上水道水
ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩水溶液と水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液、又は、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩水溶液と塩化トリメチルベンジルアンモニウムとを、表1又は表2に示す割合で混合して耐硫酸性付与剤を調製した。
JIS R 5201(1997)セメントの物理試験における練混ぜ方法に従い、モルタル組成物の作製を以下の通りに行った。
まず、練り鉢に、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩水溶液(NS)及び水酸化テトラプロピルアンモニウム水溶液(TPAH)を表1に示す割合で配合し均一になるまで混合して調製した耐硫酸性付与剤を入れた。そこへ、AE減水剤(ポゾリスNo.70)及び空気量調整剤(マイクロエア404)を加え、普通ポルトランドセメント(C)及び石灰石微粉末(LSP)を入れ混合した。この混合物を直ちに練混ぜ機でパドルを低速(自転速度:毎分140±5回転、公転速度:62±5回転)で回転させながら撹拌した。パドルを始動させてから30秒後、上記混合物に細骨材を30秒間で入れた。次いで、パドルを高速(自転速度:毎分285±10回転、公転速度:125±10回転)にし、引き続き30秒間練混ぜを続けた。90秒間練混ぜを休止し、休止の最初の15秒間にかき落としを行った。休止が終わったら再び高速で始動させ60秒間練混ぜて、実施例1のモルタル組成物を得た。練混ぜは、同規格で規定された練混ぜ機を使用した。空気量調整剤は、モルタル組成物中の空気量がほぼ一定となるように添加した。
使用材料の割合を表1に示す配合割合に変更した以外、実施例1と同様にして、実施例2〜7及び比較例1,2のモルタル組成物をそれぞれ作製した。
1)上水道水、並びに、NS、TPAH、TMBA、ポゾリスNo.70及びマイクロエア404に含まれる水の合計量を示す。
2)固形分としてのNS添加量を示す。
3)固形分としてのTPAH又はTMBA添加量を示す。( )内の数値は、NS100質量部に対する、TPAH又はTMBAの質量部を示す。
コンクリート組成物の製造は、以下の通りに行った。
普通ポルトランドセメント(C)、石灰石微粉末(LSP)、海砂(S1)、砕砂(S2)及び粗骨材(G)を、表2に示す単位量で配合し、二軸強制練りミキサを用いて30秒間撹拌した。次に、表2に示す単位量のNS水溶液及びTMBAを混合して調製した耐硫酸性付与剤と、AE減水剤(AD)を含む練混ぜ水(W)とをミキサ内に投入して150秒間撹拌し、実施例8のコンクリート組成物を製造した。空気量調整剤は、コンクリートの空気量がほぼ一定となるように添加した。
使用材料の割合を表2に示す配合割合に変更した以外、実施例8と同様にして、実施例9〜11及び比較例3,4のコンクリート組成物をそれぞれ作製した。なお、比較例3の練混ぜ水投入後の撹拌時間は90秒間とした。
1)上水道水、並びに、NS、TMBA、ポゾリスNo.70、マイクロエア303A、マイクロエア785S及びマイクロエア404に含まれる水の合計量を示す。
2)固形分としてのNS添加量を示す。
3)固形分としてのTPAH又はTMBA添加量を示す。( )内の数値は、NS100質量部に対する、TMBAの質量部を示す。
(1)フレッシュ性状
(試験方法)
実施例1〜7並びに比較例1及び2で得られたモルタル組成物を用いて、モルタルフローを測定した。モルタルフロー(フロー値)は、JIS R 5201:1997「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。また、同モルタルフロー試験においてフローコーンを上方に取り去った時の広がった後のモルタルの直径、すなわち0打フローも測定した。
表3にモルタルフロー試験の結果を示す。比較例2は0打フローが大きく、材料分離を生じた。これに対し、実施例1は、材料分離が生じなかった。また、実施例2〜7は、0打フローがNSを添加していないモルタルである比較例1とほぼ等しくなった。さらに、実施例3〜6は、フロー値も比較例1とほぼ等しくなり、材料分離が生じ難いことが確認された。
(試験方法)
フレッシュ性状が良好だった実施例4、実施例7及び比較例1のモルタル組成物を、直径5cm×高さ10cmの寸法の円柱型枠に打設し、材齢1日後、型枠から脱型し20℃の水中で材齢28日まで養生した。これらの供試体を、それぞれ10質量%の硫酸水溶液に浸せきし、浸せきして1週間経過後に、供試体を水中から取り出し、供試体の表面を水洗いした後、表面の水分を拭き取って供試体の質量を測定した。予め測定しておいた養生後(浸せき前)の供試体の質量(I)と、浸せき後における供試体の質量(II)とから質量変化率[質量(II)/質量(I)]を算出した。
表4に、上述のとおりにして算出した質量変化率を示す。比較例1に対し、実施例4及び実施例7は質量変化率が小さく、耐硫酸性が向上したことが確認された。
(3)フレッシュ性状
(試験方法)
実施例8〜11並びに比較例3及び4で得られたコンクリート組成物を用いて、スランプ及びスランプフローを測定した。スランプは、JIS A 1101:2005「コンクリートのスランプ試験方法」、スランプフローは、JIS A 1150:2007「コンクリートのスランプフロー試験方法」に準じて測定した。
表5に、コンクリートのスランプ試験及びスランプフロー試験の結果を示す。比較例4はスランプが大きく材料分離を生じた。これに対し実施例8は、スランプは大きいがスランプフローが小さく材料分離は生じていなかった。また、実施例9〜11はスランプが一般的な土木用途で用いられる範疇にある。さらに、実施例10及び11は、NSを添加していない一般的なコンクリートである比較例3とほぼ等しいスランプを示し、材料分離が生じ難いことが確認された。
Claims (9)
- ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩と水とカチオン性材料とを含む、耐硫酸性付与剤。
- 前記カチオン性材料が、第4級アンモニウム化合物を含有する、請求項1記載の耐硫酸性付与剤。
- 前記ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩100質量部に対し、前記カチオン性材料として水酸化テトラプロピルアンモニウムを35〜300質量部含む、請求項1又は2記載の耐硫酸性付与剤。
- 前記ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩100質量部に対し、前記カチオン性材料として塩化トリメチルベンジルアンモニウムを50〜400質量部含む、請求項1又は2記載の耐硫酸性付与剤。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐硫酸性付与剤とセメントと細骨材と水とを含み、
前記セメント100質量部に対し、前記耐硫酸性付与剤に含有される前記ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩が1〜20質量部である、耐硫酸性モルタル組成物。 - 請求項5記載の耐硫酸性モルタル組成物と粗骨材とを含む、耐硫酸性コンクリート組成物。
- 前記セメントに対する前記水の質量比率が30〜70質量%である、請求項6記載の耐硫酸性コンクリート組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐硫酸性付与剤、水、セメント、石灰石微粉末、細骨材及び粗骨材を含む耐硫酸性コンクリート組成物であって、
前記耐硫酸性付与剤の固形分の単位量が10〜100kg/m3、前記水の単位量が120〜200kg/m3、前記セメントの単位量が200〜400kg/m3、前記石灰石微粉末の単位量が20〜400kg/m3、前記細骨材の単位量が500〜1000kg/m3及び前記粗骨材の単位量が800〜1400kg/m3である耐硫酸性コンクリート組成物。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の耐硫酸性付与剤、水、セメント、石灰石微粉末、細骨材及び粗骨材を混合する混合工程を有しており、
前記混合工程において、前記耐硫酸性付与剤の固形分の単位量が10〜100kg/m3、前記水の単位量が120〜200kg/m3、前記セメントの単位量が200〜400kg/m3、前記石灰石微粉末の単位量が20〜400kg/m3、前記細骨材の単位量が500〜1000kg/m3及び前記粗骨材の単位量が800〜1400kg/m3である耐硫酸性コンクリート組成物の製造方法。
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